基于VGA接口的液晶显示屏空中目标模拟器
发布时间：2021-03-07 12:13
为了降低野外对空中观测实验的复杂度和成本,设计了基于VGA接口液晶显示屏的通用空中目标室内模拟仿真平台,并对该平台所采用的基于空间位置/大气密度的空中目标形态/能量实时更新模拟算法进行研究。平台由S3C2440处理器和VGA接口组成,在每一时刻计算模拟目标的瞬时高度、距离、速度,结合这些参数并依据大气密度变化和能量制约算法,实时生成模拟目标的显示位置和尺寸大小,并通过VGA接口把模拟目标显示在液晶屏上。测试结果表明,利用该平台对空中的目标模拟,与传统的野外实测相比降低了90%以上的成本,且具有可随意变更观察目标和实验重复性好的优点,能满足在单一背景下模拟空中目标的需要。
【文章来源】：液晶与显示. 2014,29(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１总体硬件设计Ｆｉｇ．１Ｄｅｓｉｇｎｏｆｏｖｅｒａｌｌｈａｒｄｗａｒｅ
由微处理器Ｓ３Ｃ２４４０、分辨率４８０×２７２的ＴＦＴ液晶显示屏、图１总体硬件设计Ｆｉｇ．１Ｄｅｓｉｇｎｏｆｏｖｅｒａｌｌｈａｒｄｗａｒｅ４线电阻触屏、ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ存储器和ＡＤＶ７１２０视频Ｄ／Ａ转换器组成［６－１１］。总体硬件设计如图１所示。图中Ｓ３Ｃ２４４０处理器内部集成了触屏驱动接口、ＴＦＴ液晶屏驱动接口、ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ驱动接口和ＪＡＴＧ接口，因此平台只需要设计ＶＧＡ接口驱动就可以。平台的软件程序流程如图２所示。图２程序流程Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｏｆｐｒｏｃｅｓｓ在程序中首先要输入目标的原始高度、原始距离、原始速度、大气密度变化、运行方式等参数，当所有参数设置完成后，系统会每隔１０ｍｓ计算一个时间单位内的模拟目标，计算要依据设置的参数，首先算出目标在当前时间单位内的“空间位置”，依据空间距离与空中目标能量（面积）的反比关系，形成目标的“观察面积”，然后把“空间位置”转换成屏幕平面上的“显示位置”；接着计算当前时间单位内的“大气密度”，依据大气密度与空中目标能量分布（边界模糊）的对应关系，形成目标的“模糊分布”，综合这两种因素，就会形成在屏幕平面上显示的模拟空中目标。３ＶＧＡ接口驱动设计ＶＧＡ（ＶｉｄｅｏＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒｎａｙ）接口是ＩＢＭ公司提出的应用于ＰＣ的显示接口。该由于该接口具有显示速率快、分辨率高、颜色丰富等优点，目前仍然广泛存在于彩色显示器领域。ＶＧＡ接口一般为ＤＢ１５型的插座，其引脚定义如表１所示。９７７第６期李鹏飞，等：基于ＶＧＡ接口的液晶显示屏空中目标模拟
为满足帧频的要求，单个像素点的扫描时钟频率必须大于２７ＭＨｚ；而且必须保证至少有３个通道同时转换，以满足红绿蓝（ＲＧＢ）３路信号的同时输出。为满足以上要求，本平台采用ＡＤＩ公司的视频Ｄ／Ａ芯片ＡＤＶ７１２０。该芯片的像素扫描时钟频率有３０、５０、８０ＭＨｚ３种等级，并集成了３路独立的８位高速Ｄ／Ａ转换器，可以同时处理红、绿、蓝３路视频数据，满足了本平台对高分辨率模拟接口时序的需要，具体的电路连接方式如图３所示。图３Ｓ３Ｃ２４４０与ＡＤＶ７１２０的连接原理图Ｆｉｇ．３ＵｎｃｏｒｒｅｃｔｅｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＬＣＤｓｃｒｅｅｎａｎｄｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ平台不需要额外编写ＶＧＡ接口驱动程序，只是利用Ｓ３Ｃ２４４０自带的液晶显示屏驱动模块就可以实现ＶＧＡ视频的输出。４算法设计平台算法设计主要是空中目标实时更新模拟算法，也就是把给定的目标通过计算在大屏幕平面上显示出来，包括目标的位置、面积和能量分布三部分。４．１模拟目标的显示位置与面积计算目标在屏幕上的显示位置需要参考目标的高度和运行轨迹，其计算公式如下：ｘ＝ｘ０－Ｘ（ｔ）ｙ＝ｙ０－Ｈ（ｔ｛）．（１）而目标在屏幕上的面积大小与目标到观察设备的“实际距离”有关，经过多次实验总结了如下的经验公式：Ｓ＝ｋｒ０ｒｄＳ０，（２）式中：Ｓ０为原始面积，ｒ０是原始直线距离，ｒｄ当前时刻的直线距离，ｋ是经验常数，其值在０．８～０．９，该公式体现了“目标面积与直线距离成反比”的
【参考文献】：
期刊论文
[1]物理性人-机器人交互研究与发展现状[J]. 熊根良,陈海初,梁发云,董增文. 光学精密工程. 2013(02)
[2]EDMA在图像数据快速传输中的应用[J]. 但永平,彭红涛,王东云,刘芳华. 液晶与显示. 2013(01)
[3]基于SOPC技术的VGA字符和图像显示系统[J]. 姜漫,吴志勇,曹腾. 液晶与显示. 2013(01)
[4]基于SOPC的通用液晶触摸屏控制器的设计[J]. 张传胜,郑寒雨,邓江东. 液晶与显示. 2012(05)
[5]改进的Brenner图像清晰度评价算法[J]. 王健,陈洪斌,周国忠,安涛. 光子学报. 2012(07)
[6]小目标识别的小波阈值去噪方法[J]. 刘希佳,陈宇,王文生,刘柱. 中国光学. 2012(03)
[7]集成成像三维显示系统显示性能的研究进展[J]. 赵星,王芳,杨勇,方志良,袁小聪. 中国光学. 2012(03)
[8]显示信息高速串行传输的差错控制[J]. 邓春健,安源,吕燚,李文生,邹坤. 光学精密工程. 2012(03)
[9]不同对比度下自适应的自动调焦新算法[J]. 韩瑞雨,王晋疆,聂凯,刘阳. 光子学报. 2012(02)
[10]液晶自适应光学在人眼眼底高分辨率成像中的应用[J]. 程少园,胡立发,曹召良,穆全全,李鹏飞,李抄,宣丽. 中国激光. 2009(10)
本文编号：3069072
【文章来源】：液晶与显示. 2014,29(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１总体硬件设计Ｆｉｇ．１Ｄｅｓｉｇｎｏｆｏｖｅｒａｌｌｈａｒｄｗａｒｅ
由微处理器Ｓ３Ｃ２４４０、分辨率４８０×２７２的ＴＦＴ液晶显示屏、图１总体硬件设计Ｆｉｇ．１Ｄｅｓｉｇｎｏｆｏｖｅｒａｌｌｈａｒｄｗａｒｅ４线电阻触屏、ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ存储器和ＡＤＶ７１２０视频Ｄ／Ａ转换器组成［６－１１］。总体硬件设计如图１所示。图中Ｓ３Ｃ２４４０处理器内部集成了触屏驱动接口、ＴＦＴ液晶屏驱动接口、ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ驱动接口和ＪＡＴＧ接口，因此平台只需要设计ＶＧＡ接口驱动就可以。平台的软件程序流程如图２所示。图２程序流程Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｏｆｐｒｏｃｅｓｓ在程序中首先要输入目标的原始高度、原始距离、原始速度、大气密度变化、运行方式等参数，当所有参数设置完成后，系统会每隔１０ｍｓ计算一个时间单位内的模拟目标，计算要依据设置的参数，首先算出目标在当前时间单位内的“空间位置”，依据空间距离与空中目标能量（面积）的反比关系，形成目标的“观察面积”，然后把“空间位置”转换成屏幕平面上的“显示位置”；接着计算当前时间单位内的“大气密度”，依据大气密度与空中目标能量分布（边界模糊）的对应关系，形成目标的“模糊分布”，综合这两种因素，就会形成在屏幕平面上显示的模拟空中目标。３ＶＧＡ接口驱动设计ＶＧＡ（ＶｉｄｅｏＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒｎａｙ）接口是ＩＢＭ公司提出的应用于ＰＣ的显示接口。该由于该接口具有显示速率快、分辨率高、颜色丰富等优点，目前仍然广泛存在于彩色显示器领域。ＶＧＡ接口一般为ＤＢ１５型的插座，其引脚定义如表１所示。９７７第６期李鹏飞，等：基于ＶＧＡ接口的液晶显示屏空中目标模拟
为满足帧频的要求，单个像素点的扫描时钟频率必须大于２７ＭＨｚ；而且必须保证至少有３个通道同时转换，以满足红绿蓝（ＲＧＢ）３路信号的同时输出。为满足以上要求，本平台采用ＡＤＩ公司的视频Ｄ／Ａ芯片ＡＤＶ７１２０。该芯片的像素扫描时钟频率有３０、５０、８０ＭＨｚ３种等级，并集成了３路独立的８位高速Ｄ／Ａ转换器，可以同时处理红、绿、蓝３路视频数据，满足了本平台对高分辨率模拟接口时序的需要，具体的电路连接方式如图３所示。图３Ｓ３Ｃ２４４０与ＡＤＶ７１２０的连接原理图Ｆｉｇ．３ＵｎｃｏｒｒｅｃｔｅｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＬＣＤｓｃｒｅｅｎａｎｄｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ平台不需要额外编写ＶＧＡ接口驱动程序，只是利用Ｓ３Ｃ２４４０自带的液晶显示屏驱动模块就可以实现ＶＧＡ视频的输出。４算法设计平台算法设计主要是空中目标实时更新模拟算法，也就是把给定的目标通过计算在大屏幕平面上显示出来，包括目标的位置、面积和能量分布三部分。４．１模拟目标的显示位置与面积计算目标在屏幕上的显示位置需要参考目标的高度和运行轨迹，其计算公式如下：ｘ＝ｘ０－Ｘ（ｔ）ｙ＝ｙ０－Ｈ（ｔ｛）．（１）而目标在屏幕上的面积大小与目标到观察设备的“实际距离”有关，经过多次实验总结了如下的经验公式：Ｓ＝ｋｒ０ｒｄＳ０，（２）式中：Ｓ０为原始面积，ｒ０是原始直线距离，ｒｄ当前时刻的直线距离，ｋ是经验常数，其值在０．８～０．９，该公式体现了“目标面积与直线距离成反比”的
【参考文献】：
期刊论文
[1]物理性人-机器人交互研究与发展现状[J]. 熊根良,陈海初,梁发云,董增文. 光学精密工程. 2013(02)
[2]EDMA在图像数据快速传输中的应用[J]. 但永平,彭红涛,王东云,刘芳华. 液晶与显示. 2013(01)
[3]基于SOPC技术的VGA字符和图像显示系统[J]. 姜漫,吴志勇,曹腾. 液晶与显示. 2013(01)
[4]基于SOPC的通用液晶触摸屏控制器的设计[J]. 张传胜,郑寒雨,邓江东. 液晶与显示. 2012(05)
[5]改进的Brenner图像清晰度评价算法[J]. 王健,陈洪斌,周国忠,安涛. 光子学报. 2012(07)
[6]小目标识别的小波阈值去噪方法[J]. 刘希佳,陈宇,王文生,刘柱. 中国光学. 2012(03)
[7]集成成像三维显示系统显示性能的研究进展[J]. 赵星,王芳,杨勇,方志良,袁小聪. 中国光学. 2012(03)
[8]显示信息高速串行传输的差错控制[J]. 邓春健,安源,吕燚,李文生,邹坤. 光学精密工程. 2012(03)
[9]不同对比度下自适应的自动调焦新算法[J]. 韩瑞雨,王晋疆,聂凯,刘阳. 光子学报. 2012(02)
[10]液晶自适应光学在人眼眼底高分辨率成像中的应用[J]. 程少园,胡立发,曹召良,穆全全,李鹏飞,李抄,宣丽. 中国激光. 2009(10)
本文编号：3069072
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